吴浩 杨春风

摘要 通过傅氏转换红外线光谱分析仪（FTIR）和差示扫描量热法（DSC）研究了高温下环氧官能团与氧化沥青之间的化学反应，分析了环氧树脂对沥青物理性能、力学性能、粘弹性和热稳定性的影响，讨论了环氧树脂对氧化沥青的影响作用。研究表明：沥青在试验的加热和冷却过程中会分别出现2次形态的变化（Tg1、Tg2），Tg1为沥青的玻璃化温度，Tg2为粘流化温度;各种不同的配合比环氧沥青中，5%浓度的环氧树脂可以使得沥青软化点提升最大（约11 ℃）;环氧树脂能显著提高沥青的硬度;動态机械热分析（DMTA）和拉伸试验的结果表明环氧树脂不仅可以提高沥青的杨氏模量，还能够提高氧化沥青的抗拉强度，降低其韧性及断裂时的伸长率，提高沥青稳定性;不同浓度的环氧树脂对沥青的性能增强效果不同，但并不是越高越好，5%浓度的环氧树脂对沥青的性能提升效果最佳。

关 键 词 沥青;环氧树脂;DSC;FTIR;沥青性能

中图分类号 TQ323.5     文献标志码 A

Performance enhancement of the oxidized bitumen

using epoxy resin

WU Hao， YANG Chunfeng

（School of Civil Engineering and Transportation， Hebei University of Technology， Tianjin 300401， China）

Abstract The chemical reaction between epoxy functional group and oxidized asphalt at high temperature was studied by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy （FTIR） and Differential Scanning Calorimetry （DSC）. The effects of epoxy resin on physical properties， mechanical properties， viscoelasticity and thermal stability of bitumen were analyzed. The effect of epoxy resin modifier on binder oxidized asphalt was discussed as well. The DSC results of the epoxy-modified bitumen showed two glass transition temperature （Tg1 and Tg2），It appears in the heating and cooling process of asphalt. 5% （w/w） of epoxy resin addition to the bitumen leads to the highest increase in softening point temperature of the bitumen （about 11 ℃）. Evaluation of the epoxy-modified bitumen showed an increase in hardness compared to the neat bitumen using shore ‘A test. Different epoxy-modified bitumens demonstrated an enhancement of storage modulus and also decrease in tan using dynamic mechanical thermal analysis （DMTA）. Improvement of the oxidized bitumen modified with the epoxy resin in tensile strength and decrease in toughness and also elongation at break were observed with its results shown above.

Key words bitumen; epoxy resin; DSC; FTIR; asphalt performance

0 引言

石油沥青是由石油蒸馏后的残渣精炼而来的一种低分子热塑性化合物，其化学成分十分复杂，它可分解为沥青质和软沥青质。软沥青质是沥青在利用正庚烷沉淀得到的产物，它可以进一步分解为胶质，芳香烃和饱和烃;自然状态下，沥青质是极性化合物，对沥青材料的硬度、粘度、软化点等性能有重要影响[1]。氧化沥青的基本流程是往200 ℃的沥青中通入空气，使得沥青中的油分与氧气发生化学反应，生成更多的沥青质，沥青质比率上升的同时软沥青比率降低，使得氧化沥青的玻璃化温度随之降低。……